Výroba syntetických diamantov sa stala jednoduchšou. Nová metóda prináša revolúciu do tohto odvetvia
Výroba syntetických diamantov sa robí pri vysokých teplotách a tlaku. Nová metóda nepotrebuje ani jedno.
99% syntetických diamantov sa vyrába za použitia vysokého tlaku a teploty, takzvanou HPHT metódou. Výskumníci z Institute of Basic Science však v novej štúdii objavili alternatívnu metódu, ktorá by nám mohla pomôcť vyrábať syntetické diamanty iným spôsobom.
V novej štúdii sa podarilo vytvoriť diamanty pri tlaku len jednej atmosféry a pri teplote 1 025 stupňov Celzia. Bežne sa diamanty vytvárajú pri tlaku 50 až 60-tisíc atmosfér a teplotách dosahujúcich až 1 600 stupňov Celzia. Pri výrobe syntetických diamantov vedci použili kovovú zliatinu zloženú z gália, železa, niklu a kremíku. Vedci veria, že táto úplne nová metóda výroby diamantov nám môže pomôcť vytvárať väčšie syntetické diamanty.
“Novú metódu výroby syntetických diamantov sme dokázali objaviť vďaka ľudskej vynaliezavosti, snahe a podpore mnohých partnerov,” tvrdí Rod Ruoff, vedúci novej štúdie.
Ruoff priznáva, že museli vykonať množstvo experimentov a stovky úprav, kým sa im podarilo dopracovať sa k objavu. Nakoniec sa im podarilo zistiť, že diamanty rastú pod povrchom tekutej kovovej zliatiny skladajúcej sa z gália, niklu, železa a kremíka, keď je táto zliatina vystavená metánu a vodíku pod tlakom jednej atmosféry a pri teplote 1 025 stupňov Celzia.
“Jedného dňa som si všimol, že po schladení grafitu na spevnenie tekutého kovu sa objavil dúhový vzorec na rozmedzí niekoľkých milimetroch na spodku spevneného kovu. Neskôr sme zistili, že tieto dúhové farby sú v skutočnosti diamanty. Tento objav nám umožnil identifikovať parametre, ktoré dokázali replikovať rast diamantu,” vysvetlil Yan Gong, spoluautor štúdie.
Revolučný proces výroby syntetických diamantov
Prvotná formácia vzniká bez potreby diamantu alebo inej častice, ktorá sa používa pri tradičnej výrobe diamantov. Keď vzniká diamant touto formou, vytvorí sa film, ktorý sa dá jednoducho odpojiť a premiestniť do iných substrátov. Analýzy potvrdili, že diamantový film má veľmi vysokú úroveň čistoty. Vedci tvrdia, že diamant nájde uplatnenie v magnetických senzoroch alebo kvantových výpočtových technológiách.
Výskumníci vysvetľujú, že počas procesu výroby diamantu si všimli, že približne 10 minút od začiatku procesu sa v oblasti vzniku diamantov objavilo množstvo atómov uhlíka. Po tomto úkaze sa niekedy medzi 10 až 15 minútami začne tvoriť diamant. Vedci vysvetľujú, že rast diamantových častíc by sa mal po nukleácii objaviť rapídne.
Neprehliadnite
V procese výroby syntetického diamantu hrá mimoriadne dôležitú úlohu aj kremík. Vedci postrehli, že veľkosť umelých diamantov sa zmenšila a hustota narástla, ak zvýšili koncentráciu kremíku v zliatine. Diamanty by sa však bez kremíku vytvoriť nedali. Vedci preto uvažujú, že táto látka hrá nejakú úlohu v prvotných fázach procesu.
Vedci vysvetľujú, že diamanty by sa dali robiť aj v iných zliatinách. Chcú objaviť aj ďalšie spôsoby, čo by po tomto novom objave malo ísť už rýchlo.
Komentáre